平邑縣第三水廠地下水取水水源論證分析

張 欣，周茂飛，王龍成

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276006）

平邑縣城北第三水廠是以地下水為取水水源的城市供水工程，水源地位于平邑北約3.0 km處的龐居莊及平邑東10.0 km處的溫水一帶，設(shè)計(jì)取水量1.95萬(wàn)m3/d，占平邑縣多年平均地下水資源量14 469萬(wàn)m3的4.92%，取水對(duì)區(qū)域水資源、區(qū)域內(nèi)其他用水戶影響較小。通過(guò)對(duì)取水水源的可靠性與可行性分析，詳細(xì)論證了項(xiàng)目的取水水源及取水影響范圍，并提出了地下水水源地保護(hù)措施。

1 自然地理

平邑縣位于山東省東南部，東西最大橫距47.35 km，南北最大縱距66.75 km，總面積1 825 km2。全境地勢(shì)南北高，中間低，略向東南傾斜。平邑縣主干河流2條，為浚河和溫涼河；支干河流126條，其中10.0 km以上的沂河水系三、四級(jí)支流30條。全縣共建有大型水庫(kù)1座，中型水庫(kù)6座，小型水庫(kù)144座，總庫(kù)容35 659萬(wàn)m3；塘壩714座，庫(kù)容3 819萬(wàn)m3。

2 取水水源論證

本次以較為完整和相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元所涉及的范圍為工作區(qū)范圍。北起流莊——顓臾——溫水，南至牛山——流峪，西自平邑邊界，東到銅石——張里，面積約256 km2。

該區(qū)地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件主要受地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和水文氣象等因素的控制，補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水及地表水體，以具有水交替循環(huán)較快，徑流途徑較短為基本運(yùn)動(dòng)特征。夏季降水充沛及河水位的抬高為地下水的主要補(bǔ)給期，冬季降水量減少故補(bǔ)給量也小。其排泄方式除人工開(kāi)采外，多以徑流的形式排入河道，或以泉的形式涌出。本次采用“比擬法”和“布井法”計(jì)算地下水可采量，采用“水均衡法”及“可開(kāi)采系數(shù)法”計(jì)算分析范圍內(nèi)地下水資源和地下水可開(kāi)采量，論證水源地可開(kāi)采量的保證程度，并預(yù)測(cè)在開(kāi)采條件下地下水位的動(dòng)態(tài)變化等。

2.1 比擬法

論證區(qū)的龐居莊及溫水富水區(qū)與費(fèi)縣姚河——古城富水區(qū)為同一水文地質(zhì)單元，含水巖性均為奧陶系灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，巖溶發(fā)育程度及含水層富水性相似，補(bǔ)給條件相同，同為徑流排泄區(qū)。因此，用龐居費(fèi)縣姚河——古城富水區(qū)的富水性對(duì)論證區(qū)進(jìn)行資源量比擬。根據(jù)姚河——古城富水區(qū)段的資料計(jì)算得單位開(kāi)采資源量為5 200 m3/d·km2，論證區(qū)龐居莊、溫水兩富水區(qū)段的面積分別為3.0 km2和6.0 km2，所以，本次論證區(qū)兩富水區(qū)段的地下水可開(kāi)采量分別為15 600 m3/d和31 200 m3/d。

2.2 布井法

論證區(qū)位于平邑北部的龐居莊及平邑東部的溫水一帶，在兩段分別選擇了兩個(gè)抽水試驗(yàn)孔的資料見(jiàn)表1，采用了承壓水無(wú)觀測(cè)孔完整井計(jì)算公式，分別計(jì)算了影響半徑R值。

表1 鉆孔及抽水試驗(yàn)成果表

經(jīng)計(jì)算，龐居莊鉆孔及溫水西純莊鉆孔抽水時(shí)的影響半徑分別為416 m和168 m。

論證區(qū)屬裂隙巖溶水富水區(qū)，也是地下水的徑流排泄區(qū)，按照計(jì)算的影響半徑，沿?cái)嗔褞Щ蚺判箙^(qū)在龐居莊以西布設(shè)開(kāi)采井10眼，設(shè)計(jì)水位深29.0 m，單井涌水量1 673 m3/d，設(shè)計(jì)地下水可開(kāi)采量為16 730 m3/d；在溫水富水地段布設(shè)開(kāi)采井12眼，設(shè)計(jì)水位深12.0 m，單井涌水量2 784 m3/d，設(shè)計(jì)地下水可開(kāi)采量為33 408 m3/d。

綜上兩種方法，所計(jì)算的地下水可開(kāi)采量接近，取其平均值，龐居莊及溫水兩富水地段地下水可開(kāi)采量分別為16 165 m3/d和32 304 m3/d，減去現(xiàn)狀開(kāi)采量龐居莊4 386 m3/d，溫水11 452 m3/d，故在現(xiàn)狀開(kāi)采條件下，論證區(qū)龐居莊、溫水富水地段地下水允許開(kāi)采量分別為11 779 m3/d和20 852 m3/d。

2.3 水均衡法

根據(jù)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，區(qū)內(nèi)水資源計(jì)算采用“水均衡法”，根據(jù)水量均衡原理建立多年水均衡方程，即Q補(bǔ)≈Q排，計(jì)算過(guò)程（略）。計(jì)算可知，工作區(qū)范圍內(nèi)多年平均補(bǔ)給量為126 778.1 m3/d；排泄量為123 112.6 m3/d。從而可看出補(bǔ)、排關(guān)系較好，相對(duì)平衡差小于5%，說(shuō)明計(jì)算結(jié)果比較可靠。因而可以用多年平均補(bǔ)給量確定地下水資源量見(jiàn)表2。

表2 各項(xiàng)補(bǔ)給量計(jì)算表 m3/d

2.4 可開(kāi)采系數(shù)法

用“可開(kāi)采系數(shù)法”計(jì)算地下水可開(kāi)采量。計(jì)算過(guò)程（略）。經(jīng)計(jì)算，工作區(qū)范圍內(nèi)多年平均地下水可開(kāi)采量為95 083.6 m3/d，減去地下水現(xiàn)狀開(kāi)采量35 095.9 m3/d，多年平均地下水允許開(kāi)采量為59 987.7 m3/d。

本次地下水資源計(jì)算在搜集富水區(qū)段的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)地調(diào)查、水質(zhì)化驗(yàn)等手段，采用多種計(jì)算方法確定，計(jì)算結(jié)果符合客觀實(shí)際，允許開(kāi)采量較為可靠。能滿足設(shè)計(jì)開(kāi)采量19 500 m3/d的要求，取水量是可靠可行的。

3 取水影響和退水影響論證

項(xiàng)目取用地下水對(duì)平邑縣區(qū)域水資源影響較小，在調(diào)算時(shí)考慮了取水范圍內(nèi)生態(tài)用水最低限制水位，對(duì)取水范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境一般不會(huì)造成影響，對(duì)區(qū)域整體的水資源影響也不大，且項(xiàng)目區(qū)河段內(nèi)無(wú)敏感的珍稀水生保護(hù)生物，對(duì)水生態(tài)影響較小，項(xiàng)目取用地下水取水合理。

項(xiàng)目退水主要為廠區(qū)內(nèi)和供水范圍內(nèi)居民產(chǎn)生的生活污水，經(jīng)市政污水管網(wǎng)排入平邑縣污水處理廠，對(duì)水功能區(qū)影響較小，對(duì)第三者取用水影響較小。

4 結(jié)論與建議

根據(jù)論證區(qū)地下水資源的評(píng)價(jià)結(jié)果，建議龐居莊、溫水兩富水地段的地下水開(kāi)采應(yīng)分別控制在10 000 m3/d和20 000 m3/d以內(nèi)。項(xiàng)目開(kāi)采地下水不會(huì)對(duì)區(qū)域開(kāi)采條件產(chǎn)生較大變化，正常年份取水對(duì)周圍工農(nóng)業(yè)及生活用水影響較小，但在枯水年份，預(yù)測(cè)最大水位降深龐居莊及溫水分別為29.0 m和12.0 m，對(duì)當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)及生活用水有一定的影響。開(kāi)采711.75萬(wàn)m3/a地下水既能開(kāi)采出來(lái)，又有補(bǔ)給保證。

依據(jù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)水文地質(zhì)條件，地下水設(shè)計(jì)開(kāi)采范圍應(yīng)重點(diǎn)放在龐居莊以西和溫水一帶，設(shè)計(jì)井深180～250 m，具體孔深視裂隙巖溶發(fā)育深度而定。建議龐居莊以西打井6～8眼，溫水一帶4～5眼（包括備用井），井孔位置的確定，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，并根據(jù)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件采用物探手段具體確定。

[1]中華人民共和國(guó)水利部.（SL/Z322-2005），建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則（試行）[S].2005.

[2]山東省水文水資源勘測(cè)局.山東省水資源保護(hù)規(guī)劃報(bào)告[R].2006,9.